FR2683172A1 - Module for unloading welding electrodes, and loading/unloading device comprising the said module - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un module de déchargement d'électrodes pour une pince de soudage commandée par un robot. Elle concerne également un dispositif de déchargement/chargement d'électrodes pour une telle pince de soudage, comportant ledit module de déchargement. The present invention relates to an electrode discharge module for a welding clamp controlled by a robot. It also relates to an electrode unloading / loading device for such a welding clamp, comprising said unloading module.
L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, notamment dans l'industrie automobile où les carrosseries des véhicules automobiles sont constituées par des tôles d'acier, assemblées sur une chaîne de montage, au cours d'opérations de soudage automatisées. The invention finds a particularly advantageous application, in particular in the automotive industry where the bodies of motor vehicles consist of steel sheets, assembled on an assembly line, during automated welding operations.
Les tôles utilisées sont le plus souvent traitées contre la corrosion par galvanisation par exemple. Ces traitements engendrent des problèmes délicats de soudabilité dus essentiellement à la pollution des électrodes de soudage du fait des produits utilisés, cette pollution provoquant la dégradation rapide de ces électrodes. The sheets used are most often treated against corrosion by galvanization for example. These treatments generate delicate weldability problems mainly due to pollution of the welding electrodes due to the products used, this pollution causing rapid degradation of these electrodes.
Il est alors important de pouvoir assurer le chargement des électrodes, lorsque cela est nécessaire, pour ne pas altérer l'efficacité du soudage, tout en veillant à perturber le moins possible la cadence de production. It is then important to be able to ensure the charging of the electrodes, when necessary, so as not to alter the efficiency of the welding, while taking care to disturb the production rate as little as possible.
On connaît de la demande de brevet français n" 89 11 597 un procédé et un dispositif d'entretien et de changement d'électrodes de soudage entièrement automatisés et synchronisés avec le robot et la vitesse de déplacement de la chaîne de montage sans nécessiter un arrêt de cette dernière. French patent application No. 89 11 597 discloses a method and a device for servicing and changing welding electrodes that are fully automated and synchronized with the robot and the speed of movement of the assembly line without requiring a stop. of the latter.
Toutefois, ce dispositif connu s'avère de mise en oeuvre difficile, notamment pour une chaîne de montage d'automobiles, car sa conception étant très complexe, il demande un réglage permanent pour être synchronisé avec le robot et le prix de revient dudit dispositif devient alors trop élevé pour être rentable industriellement. However, this known device proves to be difficult to implement, in particular for an automobile assembly line, since its design being very complex, it requires permanent adjustment to be synchronized with the robot and the cost price of said device becomes then too high to be profitable industrially.
De ce fait, à l'heure actuelle il reste encore indispensable d'effectuer un arrêt de la chaîne de montage pour un changement d'électrodes qui s' effectue manuellement. Cet arrêt est le plus souvent relativement long et entraîne une diminution de productivité de la chaîne non négligeable. Therefore, at present it still remains essential to carry out a stop of the assembly line for a change of electrodes which is carried out manually. This stoppage is most often relatively long and results in a significant reduction in chain productivity.
Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer notamment un module de déchargement d'électrodes pour une pièce de soudage commandée par un robot, qui serait entièrement automatisé, de conception simple, qui présenterait une souplesse de tolérances permettant de s'adapter aux imprécisions éventuelles des mouvements du robot et qui serait relativement peu onéreux pour être rentable sur une chaîne industrielle de montage. Also, the technical problem to be solved by the object of the present invention is to propose in particular an electrode discharge module for a welding part controlled by a robot, which would be entirely automated, of simple design, which would have flexibility of tolerances to adapt to possible inaccuracies in robot movements and which would be relatively inexpensive to be profitable on an industrial assembly line.
La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit module de déchargement comporte
- des moyens de saisie destinés à saisir une électrode usagée, présentée par ledit robot en position de déchargement,
- un moyen de commande de dégagement de ladite pince dans une position d'attente,
- des moyens de libération de ladite électrode usagée desdits moyens de saisie,
- un moyen de détection de présence de l'électrode usagée, destiné à fournir au robot un ordre de chargement d'une électrode neuve de remplacement.The solution to the technical problem posed consists, according to the present invention, in that said unloading module comprises
- gripping means for gripping a used electrode, presented by said robot in the unloading position,
a means for controlling the release of said clamp in a waiting position,
means for releasing said used electrode from said gripping means,
a means for detecting the presence of the used electrode, intended to supply the robot with an order to load a new replacement electrode.
Ainsi, le module de chargement de l'invention est entièrement automatique et facilement réalisable aux moyens de constituants simples, peu onéreux que le Demandeur explicitera plus en détails dans la description d'un mode de réalisation dudit module. Thus, the loading module of the invention is fully automatic and easily achievable by means of simple, inexpensive components that the Applicant will explain in more detail in the description of an embodiment of said module.
Selon l'invention, un dispositif de déchargement/chargement d'électrodes pour une pince de soudage commandée par un robot, comportant un module de déchargement est remarquable en ce qu'il comporte également un module de chargement comprenant un bâti fixe, portant un distributeur rotatif d'une pluralité d'électrodes neuves disposées successivement en configuration tête-bêche dans une pluralité d'alvéoles régulièrement réparties à la périphérie dudit distributeur, ledit robot prélevant l'électrode disposée dans celle des alvéoles, dite alvéole de travail, se trouvant dans une position donnée, et en ce que ledit bâti fixe est muni d'un deuxième détecteur de présence d'une électrode dans l'alvéole de travail, apte à fournir un signal d'immobilisation audit robot en cas d'absence d'électrode dans ladite alvéole de travail. According to the invention, an electrode unloading / loading device for a welding clamp controlled by a robot, comprising an unloading module is remarkable in that it also comprises a loading module comprising a fixed frame, carrying a distributor. rotary of a plurality of new electrodes successively arranged in head-to-tail configuration in a plurality of cells regularly distributed around the periphery of said distributor, said robot taking the electrode arranged in that of the cells, called the working cell, being in a given position, and in that said fixed frame is provided with a second detector for the presence of an electrode in the working cell, capable of supplying an immobilization signal to said robot in the absence of an electrode in said working cell.
Ainsi, le dispositif de déchargement/chargement conforme à l'invention comporte deux modules entièrement automatiques et de conception simple, ce qui permet l'utilisation dudit dispositif sur une chaîne de montage, sans devoir effectuer de nombreux réglages permanents pour synchroniser ledit dispositif avec un robot soudeur. Thus, the unloading / loading device according to the invention comprises two fully automatic modules and simple design, which allows the use of said device on an assembly line, without having to make many permanent adjustments to synchronize said device with a welding robot.
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif de déchargement/chargement d'électrodes de soudage selon l'invention, le distributeur rotatif est démontable. In a particularly advantageous embodiment of the device for unloading / loading welding electrodes according to the invention, the rotary distributor is removable.
De cette manière, le dispositif de l'invention permet le chargement et le déchargement de tous modèles d'électrodes de soudage utilisées dans l'industrie automobile et, de ce fait, il est possible d'utiliser ledit dispositif sur toutes les chaînes de montage d'automobiles existantes. In this way, the device of the invention allows the loading and unloading of all models of welding electrodes used in the automotive industry and, therefore, it is possible to use said device on all assembly lines. of existing automobiles.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.
La figure 1 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du module de déchargement selon l'invention. Figure 1 is a top view of an embodiment of the unloading module according to the invention.
La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II du module de déchargement montré à la figure 1. FIG. 2 is a sectional view along line II-II of the unloading module shown in FIG. 1.
La figure 3 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du module de chargement du dispositif de déchargement/chargement selon l'invention. Figure 3 is a top view of an embodiment of the loading module of the unloading / loading device according to the invention.
La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne III-III du module de chargement montré à la figure 3. FIG. 4 is a sectional view along line III-III of the loading module shown in FIG. 3.
Les figures 1 et 2 montrent, respectivement en vue de dessus et en coupe, un module de déchargement d'électrodes pour une pince 410 de soudage commandée par un robot 400. Ce module de déchargement comporte des moyens de saisie destinés à saisir une électrode 100 usagée, présentée par ledit robot en position de déchargement. Dans le mode de réalisation des figures I et 2, ces moyens de saisie sont constitués par des mâchoires 10, 20 articulées autour d'axes 30, 40 respectifs, et commandées par un dispositif de came 50 comportant deux encoches de dégagement 51, 52. Il y a avantage à ce que les mâchoires 30, 40 comportent des dents 11, 21 qui viennent au contact des flancs latéraux de l'électrode 100 usagée afin de mieux la saisir et d'éviter le glissement de ladite électrode à travers lesdites mâchoires 10, 20. De plus, les mâchoires sont, par exemple, avantageusement réalisées en cuivre qui constitue le matériau courant pour la fabrication des électrodes de soudage. Ce mode de réalisation permet, alors, du fait de la malléabilité du cuivre, d'assurer une saisie de l'électrode par les mâchoires exempte de tout risque a'échappement. Figures 1 and 2 show, respectively in top view and in section, an electrode unloading module for a welding clamp 410 controlled by a robot 400. This unloading module comprises gripping means intended to grip an electrode 100 used, presented by said robot in the unloading position. In the embodiment of FIGS. I and 2, these gripping means are constituted by jaws 10, 20 articulated around axes 30, 40 respectively, and controlled by a cam device 50 comprising two release notches 51, 52. It is advantageous for the jaws 30, 40 to have teeth 11, 21 which come into contact with the lateral flanks of the used electrode 100 in order to better grip it and to prevent the sliding of said electrode through said jaws 10 , 20. In addition, the jaws are, for example, advantageously made of copper which is the common material for the manufacture of welding electrodes. This embodiment allows, then, because of the malleability of copper, to ensure a grip of the electrode by the jaws free of any risk of exhaust.
Un moteur 250, par exemple un moteur pneumatique, est prévu pour entraîner, par l'intermédiaire d'un pignon 200, lesdites mâchoires 10, 20 dans un mouvement de rotation relativement au dispositif de came 50. A motor 250, for example a pneumatic motor, is provided for driving, by means of a pinion 200, said jaws 10, 20 in a rotational movement relative to the cam device 50.
Dans l'exemple des figures 1 et 2, le dispositif de came 50 est fixe tandis que l'ensemble des deux mâchoires est animé d'un mouvement de rotation par le moteur 250.In the example of FIGS. 1 and 2, the cam device 50 is fixed while the assembly of the two jaws is driven in a rotational movement by the motor 250.
Ainsi, les mâchoires 10, 20, entraînées dans ce mouvement de rotation relatif par rapport au dispositif de came 50, se rapprochent pour saisir une électrode 100 usagée, présentée par le robot 400 en position de déchargement, puis s'écartent sous l'effet de moyens de libération réalisés par lesdites encoches 51, 52 du dispositif de came de dégagement dans lesquelles viennent s'engager des bossages 61, 62 sous l'action de ressorts 71, 72 de rappel élastique des mâchoires, afin de libérer ladite électrode 100 après que la pince 410 de soudage dudit robot 400 ait été dégagée et mise en position d'attente par un moyen 300 de commande de dégagement constitué par un dispositif 300 de temporisation apte à délivrer un signal S2 de commande de dégagement à un instant prédéterminé après mise en marche du moteur 250. Thus, the jaws 10, 20, entrained in this relative rotational movement relative to the cam device 50, come together to grip a used electrode 100, presented by the robot 400 in the unloading position, then move apart under the effect release means produced by said notches 51, 52 of the release cam device in which engage bosses 61, 62 under the action of springs 71, 72 for elastic return of the jaws, in order to release said electrode 100 after that the welding clamp 410 of said robot 400 has been released and placed in the standby position by a clearance control means 300 constituted by a timing device 300 capable of delivering a clearance control signal S2 at a predetermined instant after placing engine 250.
On remarquera la grande simplicité de réalisation et de fonctionnement des moyens de saisie et de libération qui utilisent un même dispositif de came et qui sont mis en oeuvre de façon continue dans le même mouvement de rotation d'un moteur unique. Note the great simplicity of production and operation of the gripping and release means which use the same cam device and which are used continuously in the same rotational movement of a single motor.
Il convient de noter que la vitesse de rotation des mâchoires 10, 20 est de l'ordre de 30 tours/minute et que lesdites mâchoires 10, 20 saisissent une électrode 100 en un temps de saisie très court, de l'ordre d'une seconde, en ayant effectué environ un quart de tour. Ce temps de saisie est alors le temps au bout duquel le dispositif 300 de temporisation délivre le signal S2 de commande de dégagement de la pince 410 de soudage, ladite pince 410 restant alors dans une position d'attente au-dessus de la position 60 de déchargement. It should be noted that the speed of rotation of the jaws 10, 20 is of the order of 30 revolutions / minute and that said jaws 10, 20 grip an electrode 100 in a very short gripping time, of the order of one second, having made about a quarter turn. This entry time is then the time at the end of which the time delay device 300 delivers the signal S2 for command to release the welding clamp 410, said clamp 410 then remaining in a waiting position above the position 60 of unloading.
D'autre part, la figure 2 montre également que le module de déchargement comporte un moyen 81, 82 de détection de présence de l'électrode usagée, destiné à fournir au robot 400 un ordre S 1 de chargement d'une électrode neuve de remplacement. On the other hand, FIG. 2 also shows that the unloading module comprises means 81, 82 for detecting the presence of the used electrode, intended to supply the robot 400 with an order S 1 for loading a new replacement electrode .
Ce moyen 81, 82 de détection est, par exemple, un capteur optique constitué d'une cellule émettrice 81 et d'une cellule réceptrice 82. This detection means 81, 82 is, for example, an optical sensor made up of a transmitting cell 81 and a receiving cell 82.
La cellule 81 émettant un faisceau lumineux en direction de la cellule réceptrice 82, ce faisceau lumineux est interrompu par le passage de l'électrode 100 extraite de la pince 410 de soudage et libérée des mâchoires 10, 20. Cette interruption est alors détectée par un circuit 310 de mise en forme qui fournit à son tour au robot 400 un ordre S1 de chargement d'une électrode neuve.The cell 81 emitting a light beam in the direction of the receiving cell 82, this light beam is interrupted by the passage of the electrode 100 extracted from the welding clamp 410 and released from the jaws 10, 20. This interruption is then detected by a shaping circuit 310 which in turn provides the robot 400 with an order S1 for loading a new electrode.
I1 faut également souligner que dans un autre mode de réalisation du module de déchargement, non représenté, le moyen de détection est un détecteur électromagnétique constitué, par exemple, par la bobine d'un oscillateur basse fréquence. Dans ce cas, la présence de l'électrode est détectée par la variation de la fréquence d'oscillation produite par le passage de ladite électrode à travers ladite bobine. It should also be emphasized that in another embodiment of the unloading module, not shown, the detection means is an electromagnetic detector constituted, for example, by the coil of a low frequency oscillator. In this case, the presence of the electrode is detected by the variation of the oscillation frequency produced by the passage of said electrode through said coil.
Les figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation d'un module de chargement d'un dispositif de déchargement/chargement selon l'invention dont le module de déchargement est par exemple conforme à celui décrit en regard des figures 1 et 2. Ce module de chargement est constitué d'un bâti 110 fixe qui porte un distributeur 120 rotatif d'électrodes neuves 121, 122, 123, 124, 125, 126 de soudage. FIGS. 3 and 4 show an embodiment of a module for loading an unloading / loading device according to the invention, the unloading module of which, for example, conforms to that described with reference to FIGS. 1 and 2. This module loading consists of a fixed frame 110 which carries a rotary distributor 120 of new electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 for welding.
Ces électrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 sont disposées successivement en configuration tête-bêche pour permettre au robot 400 de charger successivement une électrode 121 inférieure et une électrode 122 supérieure sur la pince 410 de soudage. These electrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 are successively arranged in head-to-tail configuration to allow the robot 400 to successively charge a lower electrode 121 and an upper electrode 122 on the welding clamp 410.
Comme on peut le voir sur la figure 3, le distributeur 120 rotatif comporte une pluralité d'alvéoles 131, 132, 133, 134, 135, 136 qui sont régulièrement réparties à la périphérie dudit distributeur 120 et dans lesquelles sont disposées les électrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126. I1 convient de noter qu'avantageusement le distributeur 120 rotatif est démontable, ce qui permet l'utilisation du dispositif de déchargement/ chargement selon l'invention, au soudage de véhicules à l'aide d'électrodes de types différents. As can be seen in FIG. 3, the rotary distributor 120 comprises a plurality of cells 131, 132, 133, 134, 135, 136 which are regularly distributed around the periphery of said distributor 120 and in which the electrodes 121 are arranged, 122, 123, 124, 125, 126. It should be noted that, advantageously, the rotary distributor 120 is removable, which allows the use of the unloading / loading device according to the invention, for welding vehicles using '' electrodes of different types.
D'autre part, la figure 3 montre que le module de chargement comporte un moyen de rotation pas à pas du distributeur rotatif, ici un vérin 500, par exemple un vérin pneumatique, coopérant avec des crans 140 disposés sur une circonférence dudit distributeur 140, afin d'amener successivement chaque alvéole 131, 132, 133, 134, 135, 136 dans une position C donnée définissant l'alvéole de travail, dans laquelle le robot 400 prélève l'électrode neuve qui s'y trouve. On the other hand, FIG. 3 shows that the loading module comprises a means of step-by-step rotation of the rotary distributor, here a cylinder 500, for example a pneumatic cylinder, cooperating with notches 140 arranged on a circumference of said distributor 140, in order to successively bring each cell 131, 132, 133, 134, 135, 136 into a given position C defining the working cell, from which the robot 400 takes the new electrode therein.
De plus, comme le montre la figure 3, il y a avantage à ce que le module de chargement comporte un dispositif 600 de freinage présentant des encoches 150 conjuguées des crans 140 du distributeur 120 de manière à ajuster le positionnement de chacune desdites alvéoles 131, 132, 133, 134, 135, 136 en position C d'alvéole de travail. In addition, as shown in FIG. 3, there is an advantage in that the loading module comprises a braking device 600 having notches 150 conjugated with the notches 140 of the distributor 120 so as to adjust the positioning of each of said cells 131, 132, 133, 134, 135, 136 in position C of the working cell.
En effet, le vérin ne permet pas d'assurer en lui-même une rotation précise du distributeur. I1 est donc nécessaire d'avoir recours à des moyens positifs de positionnement tels que le dispositif de freinage précité. Indeed, the actuator does not in itself ensure precise rotation of the distributor. It is therefore necessary to have recourse to positive positioning means such as the aforementioned braking device.
Comme on peut le voir sur la figure 4, le module de chargement comporte un deuxième détecteur 90 de présence d'une électrode dans l'alvéole de travail. En cas d'absence d'électrode dans ladite alvéole de travail, le détecteur 90 délivre un signal S3 d'immobilisation du robot 400 dans son mouvement de recherche et prélèvement de l'électrode devant se trouver dans l'alvéole de travail. Si l'absence d'électrode dans l'alvéole de travail est due à une cause accidentelle, le vérin 500 fera tourner le distributeur rotatif 120 de deux crans afin de placer en position
C de travail une alvéole contenant une électrode du même type. Par contre, si le distributeur est complètement vide, il devra être réapprovisionné manuellement ou échangé avec un distributeur garni. As can be seen in FIG. 4, the charging module includes a second detector 90 for the presence of an electrode in the working cell. In the absence of an electrode in said working cell, the detector 90 delivers a signal S3 of immobilization of the robot 400 in its search movement and removal of the electrode which must be in the working cell. If the absence of an electrode in the working cell is due to an accidental cause, the cylinder 500 will rotate the rotary distributor 120 by two notches in order to place in position
C working a cell containing an electrode of the same type. On the other hand, if the dispenser is completely empty, it will have to be replenished manually or exchanged with a filled dispenser.
D'autre part, lorsque le robot 400 a prélevé une électrode dans l'alvéole de travail, le deuxième détecteur 90 délivre audit robot 400 un ordre opératoire, sous la forme d'un signal S4, en confirmation de l'absence d'électrode dans l'alvéole de travail garantissant ainsi que l'électrode a été effectivement prélevée par le robot. L'ordre opératoire est, alors, un ordre de déchargement d'une deuxième électrode ou un ordre de retour à l'opération de soudage. On the other hand, when the robot 400 has taken an electrode from the working cell, the second detector 90 delivers to said robot 400 an operating order, in the form of a signal S4, in confirmation of the absence of electrode in the working cell thus ensuring that the electrode has been effectively removed by the robot. The operating order is then an order to discharge a second electrode or an order to return to the welding operation.
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